現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展導(dǎo)致傳統(tǒng)的化石能源面臨枯竭,取代傳統(tǒng)化石能源的新能源亟待開發(fā),太陽能光催化分解水產(chǎn)氫作為一個(gè)極具潛力的課題一直受到科研人員的重視。光催化反應(yīng)主要分為三個(gè)過程:(1)半導(dǎo)體材料吸收光子,電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生光生電荷;(2)光生電荷在半導(dǎo)體材料體相分離、遷移到表面;(3)光生電荷在半導(dǎo)體材料表面活性位點(diǎn)與反應(yīng)底物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。第一個(gè)過程是半導(dǎo)體材料吸收太陽光的過程。光的吸收效率只與半導(dǎo)體材料本身的光吸收系數(shù)有關(guān),是半導(dǎo)體材料的固有屬性。為了提高光催化效率,提高太陽光的利用率,在這一過程中材料的最佳選擇是導(dǎo)/價(jià)帶能級(jí)位置合適、帶隙比較窄的半導(dǎo)體材料。第二個(gè)過程是產(chǎn)生的光生電荷分離的過程。為了提高光生電荷的分離效率,常用的辦法是構(gòu)筑界面結(jié)構(gòu),形成界面電場(chǎng),在界面電場(chǎng)作用下促進(jìn)光生電荷的定向分離。第三個(gè)過程是光生電荷向反應(yīng)底物注入,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。在這一過程中,為了提高光生電荷的注入效率,常用的策略是對(duì)光催化劑進(jìn)行表面修飾,包括負(fù)載助催化劑、鈍化表面態(tài)等。由于光催化分解水的陽極反應(yīng)是將H₂O氧化為O₂,這是一個(gè)能量“...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化基本原理
    1.3 光電化學(xué)分解水
    1.4 界面型光催化材料研究
        1.4.1 界面的構(gòu)筑
        1.4.2 界面處的光生載流子行為
    1.5 光催化材料的表面研究
        1.5.1 助催化劑的研究
        1.5.2 表面態(tài)鈍化
    1.6 本論文的立題思想和研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 α-Fe₂O₃/FTO界面光生電荷行為與光電化學(xué)水氧化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 化學(xué)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 光陽極的制備
        2.2.3 電化學(xué)和光電化學(xué)測(cè)試
        2.2.4 光陽極光生電荷行為表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 光陽極的形貌分析
        2.3.2 光陽極的物相分析
        2.3.3 光陽極的光生電荷行為
        2.3.4 光陽極的水氧化性能研究
        2.3.5 光陽極的吸收光譜
        2.3.6 光陽極的光生電荷分離效率與注入效率測(cè)試
        2.3.7 光陽極的瞬態(tài)光電壓和表面光電壓測(cè)試
        2.3.8 光陽極的電化學(xué)交流阻抗測(cè)試
        2.3.9 光陽極的瞬態(tài)光電流測(cè)試
        2.3.10 Ti-Fe₂O₃光陽極的優(yōu)化
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 乙酸鈍化Ti-Fe₂O₃光陽極受體表面態(tài)對(duì)光陽極水氧化性能影響的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 化學(xué)藥品與主要儀器
        3.2.2 光陽極的制備
        3.2.3 電化學(xué)和光電化學(xué)測(cè)試
        3.2.4 瞬態(tài)光電流測(cè)試
        3.2.5 光生電荷行為表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 光陽極的形貌表征
        3.3.2 光陽極的元素分析
        3.3.3 光陽極的物相分析
        3.3.4 光陽極的水氧化性能研究
        3.3.5 光陽極的光生電荷行為
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 結(jié)論
作者簡(jiǎn)歷及讀研期間的工作成果
致謝



本文編號(hào)：3825082